Estudio de desgaste y vida de herramientas de acero rápido y metal duro widia

Introducción

El torno es una de las máquinas herramientas
más versátiles utilizadas en la industria. Con los
aditamentos adecuados, el torno puede utilizarse para operaciones
de torneado, hacer conos, formado, roscado, refrentado,
taladrado, mandrinado, esmerilado y pulido. Las operaciones de
corte se realizan con una herramienta que avanza paralelamente o
en un ángulo recto respecto al eje de la pieza de trabajo.
La herramienta de corte también puede avanzar con un
ángulo relativo al eje de la pieza de trabajo para
maquinar conos y ángulos [1].

La importancia de las operaciones de remoción de
material en el panorama actual se puede visualizar considerando
las cifras de los costos asociados con esta actividad, los cuales
incluyen el aumento de los costos de herramientas, de los costos
laborales y de los costos de inversión de capitales. En
los Estados Unidos, por ejemplo, se estima que los costos anuales
asociados a los procesos de remoción de material
constituyen al rededor del 10% del producto interno bruto
[6].

Por lo anterior es importante hacer uso apropiado de las
herramientas de corte en los procesos de arranque de viruta.
Optimizar el desempeño de la herramienta no sólo
alargará su vida, sino que aumentará la
productividad de la organización al producir más y
mejores piezas con una reducción de los costos de
operación. De allí que el conocimiento de las
condiciones de los procesos de corte y su relación con las
variables que inciden el desempeño de la herramienta sea
un tema de permanente investigación.

Hoy día se dispone comercialmente de una gran
variedad de materiales para herramientas de corte. La
selección adecuada depende de factores como la
operación de corte de que se trate, la máquina que
se va a usar, el material de la pieza de trabajo, las necesidades
de producción, el costo y el acabado superficial deseados.
Las principales cualidades requeridas en una herramienta de corte
son: dureza en caliente, tenacidad al impacto o resistencia al
choque mecánico y resistencia al desgaste [3]

El presente trabajo consiste en la aplicación de
la norma ANSI/ASME B94.55M-1985, tool life testing with
single-point turning tools, en el escenario
metalmecánico colombiano con el de estudiar el desgaste y
vida de herramientas para tornear de acero rápido y metal
duro widia

Planteamiento del
problema

En la actualidad las empresas del sector
metalmecánico Colombiano no disponen de fuentes de
información ni mecanismos que les permitan comprobar si
las especificaciones técnicas de las herramientas de corte
para mecanizado que utilizan en la elaboración de sus
productos son realmente las que ofrecen los proveedores en sus
catálogos. De igual manera las Universidades del
País tampoco disponen de una metodología que
posibilite evaluar tales herramientas, bien sea con el
propósito de asesorar a las empresas del sector o de
realizar sus propias mediciones con fines de
investigación. La no existencia de una norma Colombiana
que permita contrastar el desempeño de estas herramientas
de corte para mecanizado ha ocasionado que empresarios e
investigadores acepten las especificaciones técnicas de
desempeño de tales herramientas, y que figuran en los
catálogos, como verdades irrefutables. Tal
situación no se presenta con las propiedades
mecánicas de los materiales, las cuales pueden ser
evaluadas y contrastadas mediante diferentes ensayos como el de
tensión, cuyo procedimiento está establecido en la
norma NTC 161-1997 del Instituto Colombiano de Normas
Técnicas y Certificación, ICONTEC. Esta norma
permite medir, por ejemplo, la ductilidad y el esfuerzo
último a la tensión del material.

En la literatura universal existen metodologías
para evaluar desgaste y vida de herramientas en torneado y
fresado. Desafortunadamente no existe la cultura en la industria
nacional de evaluar el desgaste de las herramientas de corte con
el fin de mejorar los procesos de mecanizado. La realidad
tecnológica de la pequeña y mediana industria
invita a la academia a iniciar los primeros estudios en el tema
que le permitan formar estudiantes y docentes investigadores para
que conozcan y evalúen el alcance de estas normas en piso
de fábrica.

A la fecha no hay referencias bibliográficas en
Colombia que evidencien la aplicación de la norma en la
pequeña y mediana empresa metalmecánica, por lo que
los centros de investigaciones de las Universidades y el ICONTEC
son los llamados a aplicar la norma ANSI/ASME B94.55M-1985,
tool life testing with single-point turning tools, que
permita al sector productivo de la metalmecánica y a la
academia, cuantificar las variables del proceso y poder realmente
confrontar la información de los fabricantes y
distribuidores de herramientas de corte para mecanizado con su
desempeño real.